Studies on relationships between flagellar motility and oxidative fermentation by acetic acid bacteria

鞭毛运动与醋酸菌氧化发酵关系的研究

• 批准号: 20780051
• 负责人: YAKUSHI Toshiharu
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20780051/
• 关键词: 微生物機能; 発酵生産; べん毛モーター; 生体エネルギー変換; 運動; 酢酸菌酸化発酵; エネルギー代謝; 酢酸菌; 酸化発酵

Oxidative fermentation by acetic acid bacteria, where substrates are oxidized by the respiratory chain-linked dehydrogenases, accumulates oxidation products to the culture medium, such as acetic acid from ethanol. Such incomplete oxidation produces proton motive force across the membrane for energy to drive ATP synthesis and others. Flagella are locomotive organelles of bacteria, which require proton motive force at work. This study hypothesizes that energy metabolism is crucial in the oxidative fermentation. Thus, the flagellar motility of acetic acid bacteria was modulated to see effects on the oxidative fermentation. This study found that (i) the motB1 gene is involved in the flagellar motility through reverse genetic approach. (ii) The flagellar motility of acetic acid bacteria is induced by acetic acid as well as under nutrient rich conditions in the late growth phase. (iii) Acetic acid fermentation study using immotile mutant and over producing mutant strains revealed that the immotile mutant grew better than wild type but produced acid at almost same levels of wild type. The data suggest that acid productivity per cell of the immotile mutant is worse than that of wild type, and thus positive correlation between motility and oxidative fermentation.

乙酸细菌的氧化发酵，其中底物被呼吸链连接的脱氢酶氧化，将氧化产物积累到培养基中，例如乙醇中的乙酸。这种不完全氧化产生跨膜质子动力，为驱动 ATP 合成等提供能量。鞭毛是细菌的运动细胞器，工作时需要质子动力。这项研究假设能量代谢在氧化发酵中至关重要。因此，调节乙酸细菌的鞭毛运动以观察对氧化发酵的影响。本研究发现（i）motB1 基因通过反向遗传方法参与鞭毛运动。 (ii) 醋酸菌的鞭毛运动是由醋酸以及在生长后期营养丰富的条件下诱导的。 (iii)使用不动突变体和过量生产突变株的乙酸发酵研究表明，不动突变体比野生型生长得更好，但产生的酸水平与野生型几乎相同。数据表明，不动突变体的每个细胞的酸生产率比野生型差，因此运动性和氧化发酵之间呈正相关。

项目成果

外来DNA を挿入しない酢酸菌の遺伝子欠損法

一种不插入外源DNA的醋酸菌基因缺失方法

• 发表时间: 2010

酢酸菌Gluconobacter oxydansにおけるべん毛運動の誘導

氧化葡糖杆菌鞭毛运动的诱导

• 发表时间: 2010
• 作者: 薬師寿治;他5名
• 通讯作者: 他5名

酢酸菌Gluconobacter oxydansのべん毛に依存した運動

醋酸菌氧化葡糖杆菌的鞭毛依赖性运动

• 发表时间: 2009
• 作者: 藥師寿治;他
• 通讯作者: 他

酢酸菌Gluconobacter oxydansのべん毛運動の制御による酸化発酵への影響

控制氧化葡萄糖杆菌鞭毛运动对氧化发酵的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: 藤井雅子;他5名
• 通讯作者: 他5名

高温ソルボース発酵を可能にする耐熱性Gluconobacterの高度耐熱化

高度耐热的葡糖杆菌，可实现高温山梨糖发酵

• 发表时间: 2011
• 作者: 薬師寿治;他5名
• 通讯作者: 他5名